Leitwert und pH messen, Beeinflussung vermeiden

[Julian G. (julian_g)]

Hallo!

Die Schaltung soll einen Messwertumformer darstellen, der Leitwert und 
pH misst und in entsprechende Spannungen im Bereich 0-1.1V umwandelt (um 
mit AVR-ADC ausgelesen zu werden).

Ich habe die Schaltung kalibriert (Temperaturkompensation im AVR) und 
sie liefert vernünftige Werte im Vergleich zu einem gekauften Messgerät.

Leider beeinflußt die Anwesenheit der pH-Elektrode die Leitwertmessung: 
Mit pH Elektrode steigt der Ausgang des Leitwerts um 12mV. Ohne der 
pH-Elektrode sinkt der Leitwert wieder auf den vorherigen Stand. Mit und 
Ohne heißt "hängt im selben Gefäss". (Das ist eine Schwankung von 
0.02mS). Sonst sind die Wert völlig stabil.

Was nicht in der Schaltung zu sehen ist, ist das ich eine Leitung im 
Gefäss hängen habe, die über 10MOhm mit der Masse der Schaltung 
verbunden ist.

Inwiefern könnte ich diese Beeinflussung unterbinden ? Gibt es grobe 
Fehler in der Schaltung ?

Ich weiß, daß der OpAmp für die pH Messung nicht ideal ist, wird beim 
nächsten Redesign rausgeschmissen.

lg, Julian

[MaWin (Gast)]

Ja, so eine Messung ist trickreich. Wenn du ProbeShield auch mit einem 
Kondensator abkoppelst geht es, allerdings solltest du über alle 
Bauteilwerte nochmal nachdenken. Viel bringt nicht immer viel.

Mach C2 weg und nimm einen symmetrischeren OpAmp als den unsäglichen 
TL074, beispielsweise LM6484, der eignet sich sogar. Wenn der 100pF 
nicht gerade ein Teflon/Glas Kondensator ist lass ihn weg.

Ich würde die Schaltung auch als single supply 5V aufbauen um deine 
komplexe Spannungsversorgung ersatzlos zu streichen.

[MaWin (Gast)]

LMC6484

[Julian G. (julian_g)]

Hi MaWin!

.)
Danke für den Tipp mit dem Opamp! Werde diesen verwenden... Genauso die 
Stromversorgung, die wird geschrottet.

.)
Du hast Recht, wenn ich ProbeShield abkopple, ist die Beeinflussung viel 
weniger, jedoch nicht ganz verschwunden. Ich werde da einfach ein 
bischen herumexperimentieren.

.)
Aber warum meinst du, sollte ich C2 weglassen ? Dann schwingt meine 
Wien-Brücke nichtmehr. Für Leitwertmessung in Flüssigkeit brauch ich 
aber eine Wechselspannung, da sonst die Elektroden eingehen.

.)
Meinst du mit "viel bringt nicht viel" die Widerstände oder eher 
Kondensatoren ? Würde mich sehr interessieren, wenn du mir ein Bespiel 
sagen könntest ? Habe nur technische Informatik studiert, also keine 
Elektrotechnik, muss also noch sehr viel lernen...

Vielen Dank MaWin!
lg, Julian

[MaWin (Gast)]

Du brauchst keinen Sinus, der macht die Messung sowieso nur ungenau, 
nimm Rechteckwechselspannung, auf 1% genaue Pegel und scharfe 
Umschaltvorgänge.
Weniger Bauteile und kleinere Kondensatoren sind die bessere Lösung.

[Julian G. (julian_g)]

Ahh, "Recheckgenerator mit Schmitt-Trigger" :-) Natürlich viel 
einfacher...

Danke nochmals!

[Julian G. (julian_g)]

Eine letzte Frage habe ich noch:

Was genau ist mit "1% genaue Pegel" gemeint ??

lg,Julian

[MaWin (Gast)]

Na die Ausgangsspannung des Generators, denn deren Ungenauigkeit 
beeinflusst direkt das Messergebnis. Also keine miesen OpAmps sondern 
nur RailToRail CMOS wie eben LMC6484.